33 Klorlama ve temas süresi

33.1 Serbest bağlı ve toplam klor

Klorlama sonucunu yorumlamak için önce ölçülen klorun biçimi açıklanır. Suya verilen dezenfektanın oluşturduğu serbest klor, başlıca hipokloröz asit ve hipoklorit iyonuyla ilişkilidir. Bu türlerin sudaki dağılımı pH ile değişir. Su içindeki amonyakla reaksiyon ise kloraminlerin oluşmasına yol açabilir. Böylece başlangıçta verilen miktar ile belirli bir noktada ölçülen serbest klor aynı büyüklük olmaz. Klorlamayı yalnız “ne kadar kimyasal eklendi?” sorusuna indirgemek, su içindeki reaksiyonları ve temas boyunca kalan dezenfektanı dışarıda bırakır. Hedeflenen işlev ile ölçülen tür birlikte tanımlandığında sonuç daha anlaşılır hale gelir.

Toplam kalıntı klor, serbest ve bağlı kalıntının toplamını ifade eder. Bu nedenle yalnız “klor” yazan bir sonuç, hangi fraksiyonun ölçüldüğünü açıklamıyorsa eksiktir. EPA’nın saha tarama prosedürü, serbest ve toplam ölçümler için ayrı değerlendirme yapılmasını gösterir. Belgenin kendi kapsamı yüzey suyu ve atık su saha taramasıdır; buradaki tanım, o prosedürün bütün içme suyu analizlerine uygulanacağı anlamına gelmez. Ölçüm raporunda tür, yöntem, yer ve zaman açıkça yer aldığında farklı sonuçların aynı büyüklüğü temsil edip etmediği kontrol edilebilir.

Bağlı klorun varlığı, bütün klor türlerinin aynı dezenfeksiyon davranışına sahip olduğunu göstermez. Kontrollü kloramin uygulamaları, serbest klorlamadan farklı koşullar ve izleme gerektirir; WHO bu yöntemleri ayrı ele alır. Toplam değer ile serbest değer arasındaki farkı görmek yararlıdır, ancak bu fark tek başına bütün bağlı türlerin kimliğini ve etkisini açıklamaz. Suyun hangi işlemden geçtiği ve hedeflenen dezenfektanın ne olduğu bilinmelidir. Tablo 82, bu ayrımın doz, kalıntı, süre ve CT kavramlarıyla nasıl birleştiğini gösterir. Aynı “mg/L” birimiyle yazılan iki değer, aynı süreç sorusunu yanıtlıyor olmayabilir.

Özgün kavramsal karşılaştırma. Bu büyüklükler birbirinin yerine yazılmaz; tek satırdan yeterli dezenfeksiyon sonucu çıkarılmaz.

33.2 Klor talebi pH ve sıcaklık

Suya verilen klorun bir bölümü sudaki maddelerle reaksiyonlara girer. Organik madde, amonyak ve diğer tepkimeye girebilen bileşenler, belirli bir süre sonunda kalan kloru etkiler. Klor talebi bu nedenle yalnız kaynağın adına bakılarak sabit kabul edilemez. Aynı kaynakta yağış, mevsim veya ön arıtmanın değişmesi, işlemden sonraki kalıntıyı değiştirebilir. Önceden uygun görünen bir uygulamanın her zaman aynı sonucu vermemesi bu kimyasal bağlamla ilişkilidir. İşletme değerlendirmesi, verilen miktarı ölçülen kalıntıyla ve o sıradaki su özellikleriyle birlikte okur; kalıntıdaki düşüşün nedeni yalnız besleme ekipmanında aranmaz.

pH ve sıcaklık, klorun dezenfeksiyon etkinliğinin değerlendirilmesinde temel koşullardır. EPA’nın temas süresi rehberi, serbest klorla ilgili etkinlik karşılaştırmalarını bu koşullara bağlar. Özellikle pH değiştiğinde, aynı ölçülmüş kalıntı aynı etkiyi temsil etmeyebilir. Bu yüzden bir CT değerini başka bir suya taşırken yalnız çarpımın sayısal eşitliğine bakılmaz. Hedef organizma ve istenen azalma düzeyiyle birlikte uygun koşulların karşılaştırılması gerekir; rehberdeki bağlama bağlı verilerden bütün sistemlere geçerli tek değer türetilmez.

Bulanıklık ve parçacık yükü de dezenfeksiyonun öncesindeki arıtmayla bağ kurar. Mikroorganizmaların su içinde nasıl bulunduğu ve parçacıklarla ilişkisi, dezenfektanla temasın değerlendirilmesini etkileyebilir. Bu nedenle parçacık giderimi ile klorlama birbirinden bağımsız başarı etiketleri olarak görülmez. Bir önceki bariyerin zayıflaması, sonraki aşamanın beklenen koşullarını değiştirebilir. Buna karşılık bulanıklığın düşük olması da tek başına yeterli dezenfeksiyon kanıtı değildir. İşletme, su kalitesinin süreç için tanımlanmış koşullarda kaldığını ve dezenfektanın bu koşullarda gerekli temasla buluştuğunu ayrı göstergelerle izler. Böylece kalıntı ölçümü, bütün zincirin yalnız bir parçası olarak doğru yere oturur.

33.3 Doz temas süresi ve CT yaklaşımı

CT yaklaşımı, uygun biçimde tanımlanmış dezenfektan derişimi C ile etkili temas süresi T arasındaki çarpımı kullanır. C mg/L, T dakika olarak yazıldığında sonuç mg·dakika/L olur. Buradaki C, sisteme başlangıçta uygulanan dozla karıştırılmaz; değerlendirmeye uygun kalıntı derişimidir. Süre de yalnız bir saat göstergesindeki farktan veya tank etiketinden alınmaz. Bu iki büyüklüğün nasıl belirlendiği açık olmadığında çarpım doğru hesaplanmış olsa bile süreç açısından anlamı eksik kalır. 27 numaralı örnek hesap, bir etkinlik iddiası eklemeden yalnız birim ve çarpım ilişkisini gösterir; sonuç herhangi bir organizma için yeterlilik eşiği değildir.

Bir tankın hacmini debiye bölmek kuramsal kalış süresini verir; akışın kısa yollar izlemesi gerçek temas dağılımını değiştirebilir. EPA rehberi bu nedenle etkili temas süresini hidrolik davranışla ilişkilendirir ve suyun yüzde 10’unun çıktığı zamana dayanan T10 yaklaşımını açıklar. Sürenin belirlenmesinde izleyici çalışması veya geçerli bir hidrolik değerlendirme gerekir. Tanktaki bütün suyun aynı süre kaldığı varsayımı, özellikle girişten çıkışa kısa devre akışı varsa aşırı iyimser olabilir. Sabit bir bölme katsayısını bütün tanklara aktarmak da bu belirsizliği çözmez; kullanılan süre ilgili yapının koşullarını temsil etmelidir. Birden fazla temas bölümü varsa her bölümün uygun derişim ve süre bilgisi ayrı değerlendirilir.

CT’nin yorumunda hedef organizmanın duyarlılığı, istenen azalma, pH, sıcaklık ve dezenfektan türü birlikte değerlendirilir. Ayrıca ölçülen kalıntının ilgili temas bölümünü nasıl temsil ettiği önemlidir. Suyun ilerlemesi sırasında kalıntı değişebileceği için bütün yol boyunca tek bir başlangıç değerinin korunacağı varsayılmaz. Bu nedenle yalnız toplam tank hacmiyle tek kalıntı ölçümünü çarpmak, gerekli süreç değerlendirmesinin yerini tutmaz. Dozlama hedefi de bu değerlendirmenin sonucuyla, gerçek su talebi ve işletme kontrolüyle birlikte belirlenir.

Örnek hesap 27 — CT çarpımının yalnız aritmetiği

Varsayımsal aritmetik örnek; dezenfeksiyon dozu, işletme hedefi veya etkinlik garantisi değildir.

Hesaba uygun kabul edilen serbest klor kalıntısı C = 0,40 mg/L.

Hesaba uygun kabul edilen etkili temas süresi T = 15 dakika.

C ve T yalnız örnek girdileridir. C değerinin bu süreyi temsil ettiği kabul ediliyor; gerçek bir tankın süre dağılımı, sıcaklığı, pH değeri veya hedef organizması verilmemiştir.

Derişim ile süre çarpımı; min, dakika biriminin simgesidir:

$\text{CT = 0,40 mg/L × 15 min = 6,0 mg·min/L}$

Sonuç bir derişim-zaman büyüklüğüdür. Uygulanan başlangıç dozu değildir ve kendiliğinden belirli bir mikrop azalmasına eşitlenmez.

Etkili sürenin nasıl belirlendiği ve hangi etkinlik ölçütüyle karşılaştırılacağı ayrıca doğrulanmalıdır. Bu girdilerle suyun güvenli olduğu, işlemin yeterli kaldığı veya bir kimyasal eklenmesi gerektiği söylenemez.

CT kavramının anlamı ve bağlama bağımlılığı:. Girdiler ve işlem özgündür.

33.4 Dağıtımda kalıntı ve izleme

Dağıtım sisteminde kalan dezenfektan, suyun arıtma çıkışından sonra karşılaştığı koşullar hakkında işletme bilgisi sağlar. Uzaklık, bekleme ve sistem içindeki tüketim süreçleri nedeniyle farklı noktalarda aynı kalıntı beklenmeyebilir. Kalıntının beklenen eğilimden sapması; değişen su kalitesi, bekleme koşulu veya başka bir kontrol kaybının araştırılmasına yol açabilir. Ancak tek bir uygun kalıntı sonucu, bütün mikrobiyolojik tehlikelerin ortadan kalktığını göstermez. Arıtma, dağıtım bütünlüğü ve doğrulama birlikte değerlendirilir. Ölçüm noktalarının yalnız kolay erişilen yerlerden seçilmesi, daha uzun su yaşı veya farklı işletme koşulu bulunan bölgeleri görünmez bırakabilir.

Ölçümün zamanında ve uygun yöntemle yapılması, kalıntının yorumunu belirler. EPA’nın saha tarama prosedürü, DPD yöntemiyle serbest ve toplam klorun ayrı reaktif ve değerlendirme koşullarına bağlı olduğunu gösterir; cihaz doğrulaması ve girişimlerin dikkate alınmasını ister. Bu kaynak özelindeki ölçüm aralığı ve uygulama ayrıntıları burada genel içme suyu yöntemi olarak aktarılmıyor. Pratik sonuç, ölçülen türü, kullanılan yöntemi ve ölçüm koşulunu kaydetmektir. Yöntemin kapsamı dışındaki bir sonuç, ekranda sayı görünmesiyle geçerli hale gelmez; bekletme ve numune koşulları da değerlendirmeye katılır.

İzleme kaydı bir noktadaki sayıdan daha fazlasını taşır. Tarih, saat, konum, klor türü, pH, sıcaklık ve ilgili işletme bilgisi bir araya geldiğinde değişimin anlamı araştırılabilir. Aynı yerde tekrarlanan ölçümler eğilimi gösterirken farklı noktalar dağıtımdaki değişimi anlamaya yardım eder. Anlık kalıntı ölçümüyle daha sonra gelen mikrobiyolojik doğrulama sonucu da farklı zaman ölçeklerine aittir. Bu bilgiler birbirini destekler, birbirinin yerine geçmez. Beklenmeyen sonuçta ölçümün doğrulanması ve su sistemindeki olası nedenlerin incelenmesi birlikte yürütülür; geçmişteki olağan değer, yeni sapmanın açıklaması sayılmaz. 18. bölümdeki gösterge yaklaşımı burada işletme takibine bağlanır.

33.5 İşletme kontrolü ve yan ürünlerle denge

Klorlamanın işletme kontrolü, kimyasal besleme ile su akışının birlikte izlenmesini gerektirir. Debi değişirken aynı besleme düzeninin sürmesi, hedeflenen uygulamayı değiştirebilir; suyun talebi değişirken aynı doz da aynı kalıntıyı vermeyebilir. Bu nedenle kontrol yalnız pompanın çalışıyor görünmesine dayanmaz. Besleme kaydı, ilgili su özellikleri ve uygun noktadaki kalıntı bilgisi birbirini tamamlar. Tanımlanmış koşullardan sapıldığında hangi bilginin yeniden doğrulanacağı ve süreçte hangi düzeltmenin yapılacağı işletme planında belirlenir. Dezenfeksiyonun başarısı, başlangıçtaki bir ayarın korunmasından çok, süreç koşullarının izlendiği ve değişime yanıt verildiği bir düzenle sürdürülür.

Yan ürünleri azaltma hedefi, mikrobiyolojik korumanın gereksiz yere zayıflatılmasına yol açmamalıdır. WHO, öncül maddelerin kaynakta veya arıtma sırasında azaltılmasını ve süreç koşullarının birlikte değerlendirilmesini vurgular. 24. bölümde ele alınan kimyasal risk burada işletme kararına dönüşür: ön arıtmanın başarısı, dezenfektanla karşılaşma koşulu ve dağıtımda korunma birlikte incelenir. Tek bir yan ürün sonucuna bakarak dezenfeksiyonu gelişigüzel azaltmak, başka bir tehlikeyi büyütebilir. Aynı şekilde gereksiz yüksek uygulamanın bütün sorunları çözeceği de kabul edilmez. Amaç, tanımlanan mikrobiyolojik hedefi korurken öncül yükü ve oluşumu etkileyen yönetilebilir koşulları kontrol etmektir.

İyi bir değerlendirme, doz, kalıntı, etkili temas ve son su doğrulamasını aynı süreç haritasında buluşturur. Her bilgi farklı bir soruya yanıt verir; aralarındaki uyum işletmenin beklenen biçimde çalıştığını değerlendirmeye yardım eder. Buna karşılık bir sayıdaki uygunluk diğer basamaklardaki eksik bilgiyi kapatmaz. Su kaynağı veya arıtma düzeni değiştiğinde önceki koşulların geçerliliği yeniden incelenir. Klorlama böylece tek seferlik bir kimyasal ekleme işlemi olarak kalmaz; suyun özellikleri, hidrolik davranış ve ölçüm sonuçları üzerinden izlenen bir süreç olur. Bu yaklaşım hem etkinlik değerlendirmesini hem yan ürünlerin yönetimini aynı doğrulanabilir işletme bağlamına yerleştirir.